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培养皿里的“迷你大脑”,会有意识吗?

如果培养皿里的神经细胞来自你,它与你有什么关系?

培养皿里的“迷你大脑”,会有意识吗?

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设想有一天,你被邀请为一项医学研究捐赠少量血液或皮肤细胞。

研究人员解释,这些样本将用于理解疾病、寻找治疗方法。你觉得,这是一件值得支持的事。

但接下来,他们又介绍了一步:这些细胞可以被重新编程,再被培养成神经组织。有些会形成三维的细胞团,模拟人脑发育中的某些过程。在获得相应同意和审查后,它们还可能被长期保存,或者分享给其他实验室。这些研究路径,已经成为脑类器官研究和知情同意讨论的一部分。[11]

听到这里,你会不会把准备签字的笔暂时放下来?

刚才,你以为自己只是捐出一些细胞。现在,你却开始想到另外一些问题:那些细胞来自我,培养出来的神经组织,会不会也带着属于我的东西?它会不会记得我的家人,保留某段经历,或者以某种方式,成为另一个我?

先把最重要的一点说清楚:用你的细胞培养神经组织,并不是把你的记忆复制到培养皿里。 这项技术重新引导细胞发育,没有复制你在生活中形成的脑连接和活动模式。具有与你相关的遗传信息,不等于保存了你的人生经历。[2]

目前,也没有可靠证据表明现有脑类器官具有痛苦、愉悦等主观体验。2026年英国纳菲尔德生物伦理委员会的报告认为,当前模型尚不具有与这类感受能力相关的生物学复杂性。[12]

可是,即使知道了这些,你也未必就不再有问题。

如果细胞会被保存很多年,后来用于什么研究,我是否能够知道?如果研究用途发生变化,是否还会有人向我解释?如果有一天,这些模型比今天复杂得多,原来的同意又意味着什么?

你可能仍然愿意捐赠。

但你希望,自己的愿意建立在理解之上,而不是建立在一句笼统的“为了科学”之上。

这时,培养皿里的神经细胞就不再只是一个遥远的实验对象。

它把身体、记忆、信任和选择,一起带到了我们面前。

一、它来自我,为什么不等于我?

一首多年没有听过的歌,可能让你想起曾经住过的地方。你回想起的不只是旋律,还有当时的人、房间里的光线,以及自己那时的心情。

我们谈论“我的记忆”时,真正关心的往往是这些东西:不是一份抽象的信息,而是自己曾经怎样生活。

神经科学研究表明,经历的编码和回忆涉及脑内神经网络的活动。在一项人类记忆研究中,研究者观察到,某些在记忆形成时出现的神经元活动序列,会在成功回忆时再次出现。这不是关于记忆的全部答案,却说明个人经历与神经系统形成的具体活动模式有关。[3]

而用皮肤或血液中的细胞培养神经组织,并不是把这些活动模式提取出来,转存到另一个地方。

研究者做的是另一件事:让成熟细胞重新获得多能干细胞的特征,再通过培养条件,引导它们向神经组织方向发育。形成的模型可以具有部分神经系统细胞和结构特征,但不是把捐赠者的大脑缩小、复制了一份。[2]

所以,文章标题中的“迷你大脑”需要加上引号。

它是一个容易传播的名字,却也容易造成误解。2022年发表于《自然》的命名共识,就明确建议避免用“迷你大脑”“培养皿中的大脑”等说法,代替神经类器官的科学描述。[2]

它来自你的细胞,却不是一个被缩小的你。

这个区别也值得我们在生活中多停留片刻。我们所珍惜的自己,不只是身体由什么材料组成,还包括走过的地方、建立的关系,以及那些无法由别人替我们经历的时刻。

知道这一点,可以消除一种不必要的担心。

但另一个问题随之出现:既然这些细胞不能保存我的记忆,科学家为什么还要培养它们?

来自你的细胞,不等于复制你
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二、它不是为了保存你的人生,而是帮助理解大脑为什么会出问题

设想一位家人因为阿尔茨海默病,渐渐难以记住刚刚发生的事情。

你们开始在冰箱上贴便条,反复解释第二天的安排,担心他独自出门后找不到熟悉的路。对于这样的家庭,记忆从来不是一个抽象的研究对象。它关系到一个人怎样生活,也关系到家人怎样继续陪伴他。

你最想知道的,也许不是某个蛋白叫什么,而是:这些变化为什么发生?有没有办法让疾病进展慢一点?

研究者要回答这些问题,却不能在人脑里随意改变一个基因、加入一种实验药物,再反复观察结果。人源神经细胞和脑类器官因此提供了一条不同的研究路径:在模型中研究疾病的部分过程,再寻找值得进一步验证的干预方向。[2]

这类研究并不只针对罕见病。

例如,研究者已经利用人类细胞培养的脑类器官,模拟与阿尔茨海默病有关的部分变化。一项2021年的研究通过让类器官接触血清,模拟血脑屏障受损后的一种环境变化,观察到了相关蛋白病理和神经功能变化。但模型重现的只是疾病的部分环节,不能因此当作完整的患者大脑。[4]

这也意味着,模型中某个指标改善,并不等于患者的记忆已经能够恢复。

这些模型不是替人保存人生,而是帮助研究者理解,维系日常生活的神经系统为什么会出问题。

罕见病研究也是同样的道理。

2024年,研究者利用患者来源的神经模型,检验了一种针对蒂莫西综合征的实验性治疗,观察到部分细胞异常得到纠正。这展示了一条重要的研究路径:从患者的细胞出发,在模型里观察问题,再测试可能的解决办法。不过,结果仍属于临床前证据,不能直接等同于患者治疗有效。[5]

前方高能|研究细节,可选择阅读

对具体实验感兴趣,可以继续读;跳过这一框,不影响文章主线。

一型蒂莫西综合征涉及CACNA1C基因的特定致病变异。Chen等研究者设计了反义寡核苷酸,调节RNA剪接,使转录产物减少使用带有致病变异的外显子8A,转而更多使用外显子8。

这不是直接改写DNA,而是改变细胞组装RNA的方式。研究在患者来源的皮层类器官、前脑组装类器官中改善了钙信号和神经元迁移等异常;在移植到大鼠脑内的模型中,也观察到部分细胞缺陷得到纠正。这些结果支持继续研究,尚不能替代人体安全性和疗效验证。[5]

研究细节结束|从这里继续阅读正文

站在患者家庭的位置,这些实验意味着希望。

站在捐赠者的位置,它们意味着自己的细胞可能帮助别人理解一种疾病。

但就在我们逐渐接受“它是一种研究模型”时,另一些新闻又会让人犹豫:它不仅会放电,甚至还会“打游戏”。

那么,它真的只是研究材料吗?

三、它会放电,还会“打游戏”?

2019年,一项研究报告,人类皮层类器官在培养过程中出现了逐渐复杂的网络活动。其中部分活动特征,与早产儿脑电记录中的某些特征相似。[6]

读到这里,很容易产生一个联想:它是不是已经像婴儿一样,拥有了某种体验?

但某些电活动特征相似,并不意味着两个系统拥有相同的结构和功能,更不意味着具有相同的主观体验。原始研究也明确提醒,类器官中的电信号与头皮脑电图并不是相同条件下的测量,不能直接画等号。[6]

另一个广为传播的实验,是2022年的DishBrain。

研究者把培养的神经细胞与一个类似《Pong》的虚拟接球游戏连接起来。在特定反馈条件下,网络活动出现适应性变化,接球表现有所改善。但这项实验使用的是平面培养的神经元网络,而不是三维脑类器官。[8]

“细胞会打游戏”是一个生动的描述,却可能让我们在脑中补出研究没有证明的情节:细胞看见了球,理解了规则,并且想要获胜。

实验并没有证明这些。

论文标题中还使用了sentience一词,但作者采用的是对刺激作出适应性响应的定义,不能直接理解为已经证实痛苦、快乐等主观体验。[8]

前方高能|放电与游戏反馈,实际测到了什么?

下面是测量方法的补充,跳过也可以继续阅读。

Trujillo等人的类器官研究记录了多电极阵列上的细胞外信号,包括局部场电位,再与早产儿头皮脑电的部分统计特征比较。头皮、颅骨的空间过滤作用,以及神经元与电极之间的排列关系,使两类测量的生物物理条件明显不同。[6]

低频活动本身也不是清醒体验的专属标志。例如,丙泊酚麻醉中同样可以出现显著的低频脑电活动。因此,不能仅凭某种波形判断是否存在主观体验。[7]

DishBrain则通过8个输入刺激位点编码球的位置等信息,再把指定输出区域的神经活动转换成球拍运动。可预测或随机的反馈刺激构成了研究者设计的闭环。它展示了特定条件下的适应性变化,并没有直接测量细胞是否“感觉到”了游戏。[8]

研究细节结束|从这里继续阅读正文

这些区分并不是在贬低实验。

能够培养神经组织、记录它的活动,再研究它怎样响应反馈,本身就有科学价值。我们不必给它加上“已经会思考”的解释,才能承认这种价值。

但这里也出现了两个需要分开的疑问:

“它会不会成为我?”与“它未来会不会产生自己的感受?”不是同一个问题。

前一个问题,不能由细胞来源推出。

后一个问题,也不能只靠电活动或适应性变化回答。

会放电,不等于有感受
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四、没有证据,为什么还要讨论感受?

这里需要给“感受”一个明确的含义。

本文所说的感受能力,指存在主观体验,例如痛苦或愉悦,而不只是接收信号、产生反应。我们不是在问它是否拥有语言、人格或复杂的自我认识,而是在问:对这个系统而言,是否存在某种被它体验到的状态。

按照纳菲尔德2026年报告的判断,当前神经类器官尚不具有与这种能力相关的生物学复杂性。但报告也提出,需要建立共享定义,并研究哪些模型特征值得更严格的伦理审查。这表明,讨论的方法和边界仍需要继续完善。[12]

因此,不能找到一个简单数字,就宣布问题已经解决:培养多少天、拥有多少细胞、出现多少次放电,都不能单独成为普遍适用的判定标准。

我们可以用一个生活中的区别理解它。

你对一件事情作出反应,与这件事情让你感到痛苦,是两个层次的问题。前者可以从外部观察,后者还涉及你自己的体验。对于能够交流的人,我们可以听取他的描述;对于培养的神经组织,研究者面对的困难要大得多。

这不意味着,可以凭想象赋予它感受。

也不意味着,只要无法直接问它,就可以永远不再考虑这个问题。

当前没有证据,不是鼓励我们制造恐惧;它要求我们把判断建立在当前证据上,同时说明什么样的新证据值得重新审视。

还有一个更现实的变化:这些组织不一定始终留在培养皿里。

五、如果它进入动物的大脑,问题就不同了

回到开头那份捐赠同意书。

如果研究人员进一步解释,你的细胞可能被培养成神经组织,再移植到实验动物体内,你是否仍然愿意?

这不只是一个遥远的假设。人源神经类器官移植研究已经存在,目的是研究这些细胞在活体环境中的发育、连接和功能。2026年,一项研究在特殊的小鼠模型中观察到,人源皮层类器官能够生长,并与宿主神经系统建立联系。[9]

但这不是“把一个人的思想放进小鼠”,也没有证明动物获得了捐赠者的记忆。

变化在于:原先相对孤立的细胞组织,进入了一个具有血液供应、其他神经细胞和身体联系的活体环境。研究对象的条件改变了,评估方式也需要随之调整。

前方高能|这项移植研究具体做了什么?

对实验设计感兴趣,可阅读本框。

Kaganovsky等人在2026年9月16日发表于《自然》的研究中,利用遗传策略使小鼠新皮层和海马的大量兴奋性神经元缺失,再将人源皮层类器官移植到幼鼠脑内。研究观察到移植物生长、不同人源皮层细胞类型形成,以及与宿主神经系统的整合。

研究还进行了宿主动物的行为评估,并安排伦理咨询和动物福利监测。这些结果提供了研究人源神经组织的新平台,但不能据此推断存在人的主观体验,或移植物形成了独立的感受主体。[9]

研究细节结束|从这里继续阅读正文

对于捐赠者,问题是自己是否理解并同意这种用途。

对于研究者,问题是实验为什么需要这样设计,较简单的模型是否已经足够,以及怎样监测可能的风险。

对于实验动物,福利保护更不需要等到人源组织被证明具有感受能力之后才开始。宿主动物本身就需要受到保护。

所以,这里的伦理并不是一个孤立的“有没有意识”的问题。即使暂时放下这个尚未解决的疑问,仍然有许多具体责任需要承担。

六、我愿意支持研究,也希望知道边界

一个人可能完全理解,培养出来的神经组织不是另一个自己,却仍然关心它将被怎样使用。

他可能愿意支持疾病研究,但希望知道是否涉及商业合作;愿意捐赠样本,但希望了解保存期限;不反对分享给其他实验室,却想知道,分享之后再撤回同意,究竟还能做到什么。

这些问题并不意味着他不信任科学。

也可能意味着,他正在认真对待自己的同意。

2021年,Bollinger等研究者报告了60次深度访谈。受访者来自美国一家学术医疗机构,包括成年患者和患儿家长。他们广泛支持类器官研究,同时倾向于把脑类器官视为具有特殊道德意义的对象,强调研究目的应当正当,并需要伦理监督和充分的知情同意。[10]

这不是一般公众的代表性调查,不能据此概括所有人的看法。

但它说明,支持研究与要求边界,可以同时存在。

2025年的一份跨学科共识进一步提出,研究者应说明细胞和数据怎样分享,以及分享安排对撤回同意意味着什么。例如,停止未来继续分发,与追回已经交给其他机构的样本,并不是同一件事,不能笼统地承诺“随时可以全部撤回”。具体做法需要结合研究安排和同意文件说明。[11]

这一点非常实际。

如果一个人在签字时以为,自己的样本始终留在同一个实验室,随时可以取回,而研究实际安排并非如此,那么问题就不只是他懂不懂神经科学。

问题还在于,他是否真正理解了自己答应的事情。

而监督同样不能只停留在最初的签字。

纳菲尔德报告建议,研究机构登记相关项目,并在研究计划改变时更新记录;同意材料应写明可以合理预见的神经类器官用途;涉及人源组织移植的动物研究,也需要更新相应的福利审查。这些是报告提出的治理建议,不是已经实施的统一国际法规。[12]

国际层面的讨论也在推进。2025年11月,研究者、伦理学者和患者倡导者等在阿西洛马会面;据此形成、于2026年9月公布的报告,提出建立持续运作、能够随研究发展而调整的全球监督机制。它不是宣布当前模型已经有感受,而是在讨论谁来观察变化、怎样回应变化。[13]

伦理于是从一句“应该谨慎”,变成了可以追问的事情:

研究有没有记录?捐赠者被告知了什么?方案改变之后,谁来重新评估?出现值得担忧的变化时,谁有责任采取行动?

这些问题,比等待一个轰动的“觉醒时刻”更接近现实。

七、最后,回到那支还没有落下的笔

现在,再回到文章开头。

你坐在桌子前,面前是一份细胞捐赠同意书。

你已经知道,用自己的细胞培养神经组织,并不意味着记忆被复制,也不意味着实验室里会出现另一个自己。你也知道,电活动和反馈适应,还不足以证明模型拥有主观体验。

与此同时,你开始理解,为什么有人希望研究继续向前。

他们可能正在寻找孩子疾病的原因,可能正在照顾一位逐渐失去记忆的家人,也可能只是希望未来面对类似困境的人,能够比今天多一点办法。

这些期待值得认真对待,却不能成为跳过解释和监督的理由。

你最后可能签字,也可能还需要更多信息。

重要的不是这篇文章替你决定,而是你有机会理解自己正在支持什么。

培养皿里的细胞不会因为来自你,就自动变成另一个你。但与你有关的研究,仍然值得向你认真说明。

而在等待新治疗的患者,也不应该只出现在论文开头的背景介绍中。他们的需要应当进入研究与伦理的讨论,同时免于承受未经证实的承诺。

这项科学与普通人的关系,不只是未来可能治好某一种病。它也在问:当我们的身体能够成为越来越复杂的研究材料时,我们是否仍然能够理解、参与,并信任这个过程?

我们不必先成为神经科学家,才有资格关心这个问题。

同样,科学也不必把每一项进展讲成奇迹,才能让我们看见它的价值。

有时候,最值得信任的解释,恰恰是把几件事情分开:哪些已经做到,哪些还不知道;哪些风险属于现在,哪些只是未来需要继续观察的可能。

让科学走近生活,不是让它给出更多令人惊叹的断言,而是让我们看清:这些发现究竟改变了什么,又把哪些选择交到了我们手里。

那支笔最终是否落下,可以有不同的答案。

但理解,不应该缺席。


主要参考资料

1. Belblidia N. As Brain Organoid Science Grows More Complex, So Do the Questions. Undark,2026年2月26日。报道起点。https://undark.org/2026/02/26/brain-organoids-big-questions/

2. Pașca SP, et al. A nomenclature consensus for nervous system organoids and assembloids. Nature. 2022;609:907–910. DOI:10.1038/s41586-022-05219-6。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05219-6

3. Vaz AP, Wittig JH Jr, Inati SK, Zaghloul KA. Replay of cortical spiking sequences during human memory retrieval. Science. 2020;367:1131–1134. DOI:10.1126/science.aba0672。https://doi.org/10.1126/science.aba0672

4. Chen X, Sun G, Tian E, et al. Modeling Sporadic Alzheimer’s Disease in Human Brain Organoids under Serum Exposure. Advanced Science. 2021;8:2101462. DOI:10.1002/advs.202101462。https://doi.org/10.1002/advs.202101462

5. Chen X, Birey F, Li MY, et al. Antisense oligonucleotide therapeutic approach for Timothy syndrome. Nature. 2024;628:818–825. DOI:10.1038/s41586-024-07310-6。https://doi.org/10.1038/s41586-024-07310-6

6. Trujillo CA, et al. Complex Oscillatory Waves Emerging from Cortical Organoids Model Early Human Brain Network Development. Cell Stem Cell. 2019;25:558–569.e7. DOI:10.1016/j.stem.2019.08.002。https://doi.org/10.1016/j.stem.2019.08.002

7. Purdon PL, et al. Electroencephalogram signatures of loss and recovery of consciousness from propofol. PNAS. 2013;110:E1142–E1151. DOI:10.1073/pnas.1221180110。https://doi.org/10.1073/pnas.1221180110

8. Kagan BJ, et al. In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world. Neuron. 2022;110:3952–3969.e8. DOI:10.1016/j.neuron.2022.09.001。本文保留论文原题,但不将其中的sentience直接解释为已经证实主观体验。https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.001

9. Kaganovsky K, Kelley KW, Gschwind T, et al. Developmental xenocortication using human-derived organoids in mice. Nature. 2026;658:430–441。2026年9月16日在线发表。DOI:10.1038/s41586-026-11032-2。https://doi.org/10.1038/s41586-026-11032-2

10. Bollinger J, May E, Mathews D, Donowitz M, Sugarman J. Patients’ perspectives on the derivation and use of organoids. Stem Cell Reports. 2021;16:1874–1883. DOI:10.1016/j.stemcr.2021.07.004。https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.07.004

11. Cohn B, et al. Transparency and ongoing communication with participants in brain organoid research: Consensus of an interdisciplinary working group. Stem Cell Reports. 2025;20:102546. DOI:10.1016/j.stemcr.2025.102546。https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2025.102546

12. Nuffield Council on Bioethics. Neural organoids: Ethical and governance considerations. 2026年5月12日。https://www.nuffieldbioethics.org/publication/neural-organoids-ethical-and-governance-considerations/

13. Toward Global Oversight of Human Neural Organoid and Assembloid Research. 2026年发布,源于2025年11月10日至12日的阿西洛马会议。会议由Sergiu Pașca与Henry(Hank)Greely召集,得到斯坦福大学吴蔡神经科学研究所及Dana基金会支持。https://dana.org/resources/toward-global-oversight-of-human-neural-organoid-and-assembloid-research/


本文以Undark的深度报道为阅读起点,结合原始研究、专业共识及伦理报告,由《结论之外》策划撰写,并非原文翻译。开篇的捐赠场景及文中生活情境为帮助理解而设定,不对应某位真实参与者。本文不将现有脑类器官描述为具有主观体验的个体,也不将临床前结果等同于已获验证的患者治疗。

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继续追问为什么研究越来越多,我们反而越来越困惑?把人救回来之后,医学还要走多远?不需要精子和卵子,我们已经能够制造胚胎了吗?